|
Antennen aus ultraleichtem Kunststoff
Redaktion
/ Pressemitteilungen des Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik
IST
astronews.com
21. Januar 2013
Mit den Sentinel-Satelliten will die europäische
Weltraumagentur ESA die Beobachtung der Erde aus dem Orbit auch in den kommenden
Jahren sicherstellen. Und an Bord der Satelliten wird so manche Innovation ins
All starten, wie beispielsweise ein Radar-Antennensystem aus
kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), der mit einer dünnen Kupferschicht
überzogen wurde.
Der unbehandelte CFK-Hohlleiter (links) wurde am
Fraunhofer IST mit einer dünnen Schicht Kupfer
überzogen (rechts).
Foto: Fraunhofer IST |
Sie glänzen kupfern, sind superleicht und ein echter technischer Durchbruch:
Die innen und außen metallisierten Antennen aus kohlenstofffaserverstärktem
Kunststoff (CFK). Im Rahmen eines ESA-Projekts ist es Wissenschaftlern des
Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig
gelungen, für das Radar-Antennensystem der Sentinel-1-Satelliten eine
extrem strapazierfähige Verbindung zwischen dem High-Tech-Material CFK und
Kupfer herzustellen. Mit den Leichtgewichten werden zukünftig wichtige
Umweltinformationen vom Zustand der Erde aus dem All zur Erde gefunkt.
Die etwa zwölf Meter lange Antenne setzt sich aus etwa 600 einzelnen am
Fraunhofer IST metallisierten CFK-Hohlleitern zusammen. CFK besteht aus
Kohlenstofffasern und Harzen und ist im Vergleich zu herkömmlichen
Antennenmaterialien wie Kupfer oder Aluminium sehr leicht und fest. Der
Hochleistungskunststoff ist aber auch anspruchsvoll in der Verarbeitung und ihm
fehlt die notwendige elektrische Leitfähigkeit.
Um als hochsensibler Antennenstrahler zu funktionieren, müssen alle
CFK-Bauteile innen wie außen homogen mit einer dünnen Schicht aus Kupfer
überzogen werden. "Jedes einzelne der 600 Bauteile hat eine sehr komplexe innere
Geometrie. Die homogene Innenbeschichtung war einer der größten Knackpunkte in
dem mehr als fünfjährigen Projekt" beschreibt Dr. Andreas Dietz, Gruppenleiter
für Galvanotechnologie, den Projektverlauf. "Wir haben das hier am Fraunhofer
IST galvanisch gelöst." Die größte Herausforderung für die Fraunhofer
IST-Wissenschaftler: Trotz der im Weltraum herrschenden heftigen
Temperaturwechsel und mechanischen Belastungen muss die dünne Kupferschicht
einwandfrei auf dem Kohlefaserverbundstoff haften.
Mit der in Braunschweig hergestellten und beschichteten Antenne wird
Sentinel 1a Ende 2013 exakte Informationen über den Rückgang des arktischen
Meereises, die Ausdehnung von Öl- und Hochwasserkatastrophen, Waldbränden bis
hin zum Verlauf von Flüchtlingsströmen an die Erde senden. Zukünftig könnte
leitfähiges CFK auch im Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau eine große Rolle
spielen.
In dem von der Astrium GmbH geleiteten internationalen Projekt der
Europäischen Weltraumorganisation ESA haben neben dem Fraunhofer IST und der
ebenfalls in Braunschweig sitzenden Firma INVENT GmbH, die die Hohlleiter
hergestellt hat, verschiedene süddeutsche Unternehmen mitgewirkt.
|
